风区车站停留车辆防溜决策探讨及防溜设备改进设计

论文摘要

随着西部大开发,新疆铁路进入快速发展时期。但新疆六千多公里的铁道线路中,在相当长的里程上,常年有八级以上大风,最高风速达64m/s,吹跑停站车辆,造成行车安全事故。为防止车辆溜逸,需要人工拧紧数量较多的手制动机,工人劳动强度很大。且随着铁路电气化改造,不再允许使用高闸位手制动机。因此风区停留车辆防溜成为乌鲁木齐铁道局亟待研究解决的重要课题之一。学位论文对风区停留车辆的受力情况进行了综合分析,建立了大风环境下站停车辆受力模型,得出了造成风区车辆溜逸的主要原因。采用三维造型软件Pro/E和有限元分析软件ANSYS软件,对铁鞋、止动器及手制动机进行了强度分析,通过调整结构强度富裕部位和改进薄弱环节,提高防溜设备的可靠性,研制了能承受较大推力的铁鞋、止动器和左右螺母式手制动机等新型防溜设备,并制定了风区车站停留车辆防溜对策。如对50辆空敝车组成的车列而言其防溜对策是：10至11级风时,可在与风向相反的端车车轮下用配对的铁鞋、止动器再加拧2个手制动机来防溜等。与没有使用新型防溜设备之前相比,一方面大大减少了拧手制动机的工作量、提高了防溜工作效率；另一方面提高了风区电气化线路作业的安全性。论文研究工作尽管是针对新疆铁路大风情况开展的,但研究结果对高原、沿海等风区铁路同样有重要的参考价值。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 前言
• 1.1 课题研究背景及意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 国内研究现状分析
• 1.2.2 国外研究现状分析
• 1.3 研究目标、研究方法及主要内容
• 1.3.1 研究目标
• 1.3.2 研究手段与研究方法
• 1.3.3 研究的主要内容和论文结构
• 第二章 铁道车辆溜逸事故的危害性及主要原因分析
• 2.1 我国铁道车辆停站车辆防溜现状
• 2.1.1 铁道车辆溜逸的定义及发生原理
• 2.1.2 车辆溜逸的危害性
• 2.1.3 造成车辆溜逸的主要原因分析
• 2.2 现有的铁道车辆防溜技术设备及防溜办法
• 2.2.1 停站车辆的防溜办法
• 2.2.2 目前国内几种常用的车辆防溜设备介绍
• 第三章 强风区停站车辆防溜对策探讨
• 3.1 强风区停站车辆所受的纵向风力
• 3.1.1 数值计算方法简介
• 3.1.2 风区车站停留车辆所受的纵向气动力
• 3.2 强风区停站车辆坡道所产生的溜滑力分析
• 3.3 强风区停站车辆溜逸阻力来源分析
• 3.4 强风区停站车辆防溜阻力需求计算
• 3.4.1 风力小于8级时停站车辆的防溜阻力需求计算
• 3.4.2 使用带橡胶铁鞋及其止动器时最高防风等级
• 3.4.3 超过10级以上大风时的防溜阻力需求计算
• 3.5 强风区停站车辆防溜决策
• 第四章 铁鞋及其止动器的结构设计及强度计算
• 4.1 铁鞋的结构设计
• 4.1.1 铁鞋的结构类型选择
• 4.1.2 铁鞋的设计技术要求
• 4.1.3 铁鞋结构设计
• 4.1.4 铁鞋的受力分析及主要结构尺寸的确定
• 4.1.5 防溜铁鞋的材料选择及主要性能参数
• 4.2 止动器的设计
• 4.2.1 止动器的设计准则
• 4.2.2 止动器的方案选择
• 4.2.3 止动器的组成及结构特点
• 4.2.4 止动器的及材料选择及主要技术参数
• 4.3 铁鞋结构强度分析
• 4.3.1 ANSYS软件及Pro/E软件简介
• 4.3.2 铁鞋及止动器有限元模型的建立
• 4.3.3 网格划分
• 4.3.4 施加约束和载荷
• 4.3.5 铁鞋的强度分析
• 4.4 本章小结
• 第五章 手制动机的结构设计及强度计算
• 5.1 手制动机的类型选择
• 5.1.1 传统的手制动机简介
• 5.1.2 手制动机技术要求
• 5.1.3 机构方案优选
• 5.1.4 手制动机主要结构及工作原理
• 5.2 设计计算及相关参数确定
• 5.2.1 机构的受力分析
• 5.2.2 参数设计及零件的强度校对
• 5.2.3 手制动机材料选择及主要技术参数
• 5.3 手制动机有限元分析
• 5.3.1 有限元模型的建立
• 5.3.2 确定模型材料
• 5.3.3 网格划分
• 5.3.4 施加约束和载荷
• 5.3.5 有限元分析结果
• 5.4 本章小结
• 第六章 总结与建议
• 6.1 研究工作总结
• 6.2 建议
• 参考文献
• 致谢
• 硕士研究生期间参加的科研项目及发表论文情况